Ein abnehmender gibbouser Mond (Bildnachweis: NASA)
Der Mond könnte ein vulkanisches Facelifting erhalten haben, wodurch er mehr als 100 Millionen Jahre älter ist, als die von seiner Oberfläche gesammelten Gesteinsbrocken vermuten lassen, so eine neue Studie.
Es gibt eine Reihe von Gründen, die vermuten lassen, dass der Mond älter ist. So gibt es beispielsweise seltene Zirkonminerale auf dem Mond, die darauf hindeuten, dass der Mond vor etwa 4,5 Milliarden Jahren entstanden ist. Außerdem legen viele Wissenschaftler, die Simulationen der Planetenentstehung erstellt haben, nahe, dass eine Kollision, die groß genug ist, um den Mond entstehen zu lassen, eine Viertelmilliarde Jahre nach der Entstehung des Sonnensystems unwahrscheinlich ist. Obwohl gigantische kosmische Einschläge in der Frühzeit des Sonnensystems häufig vorkamen, deuten die Modelle der Bahndynamik darauf hin, dass die meisten der massiven Felsen, die hinter solchen gigantischen Zusammenstößen stehen, vor etwa 4,4 Milliarden Jahren zu größeren Körpern zusammengefegt wurden.
Nun schlägt eine neue Studie eine mögliche Erklärung für diese Diskrepanz vor – die Mondoberfläche wurde vor 4,35 Milliarden Jahren „umgeschmolzen“. Dies hätte das Alter von Mondgestein zurückgesetzt und das wahre Alter des Mondes verschleiert.
Vieles über die Entstehung des Mondes ist nach wie vor geheimnisumwittert. Frühere Forschungen deuten darauf hin, dass er durch die Kollision zwischen der neugeborenen Erde und einem Felsen von der Größe des Mars, dem so genannten Theia, entstanden ist, dem letzten gigantischen Einschlag in der Geschichte der Erde. Wann genau dieser Zusammenstoß stattfand, bleibt jedoch ungewiss.
Um das Alter des Mondes zu schätzen, untersuchten Geochemiker zuvor Mondproben, die unter anderem bei den Apollo-Missionen gesammelt wurden. Diese Gesteine kristallisierten wahrscheinlich aus dem Magmaozean, der den Mond nach dem letzten riesigen Einschlag bedeckte. Die Analysen ergaben, dass der Mond etwa 4,35 Milliarden Jahre alt ist, was ein relativ junges Alter darstellt. Im Vergleich dazu begann die Entstehung des Sonnensystems vor etwa 4,6 Milliarden Jahren, also etwa 250 Millionen Jahre früher.
„Man kann nicht unbedingt das Alter der Gesteine verwenden, um zu sagen, wann der Mond entstanden ist“, sagte der Hauptautor der Studie, Francis Nimmo, ein Planetenforscher an der University of California Santa Cruz, gegenüber kosmischeweiten.de.
Die Ursache für dieses Umschmelzen ist die gleiche Art von Gezeiteneffekten, durch die die Meere unseres Planeten steigen und fallen. So wie die Schwerkraft des Mondes an der Erde zerrt, so zieht auch die Schwerkraft der Erde an dem Mond.
Als der Mond das Licht der Welt erblickte, umkreiste er die Erde viel enger als heute, und die Gezeitenwirkungen der Erde auf den Mond waren viel stärker als heute. Die neue Studie legt nahe, dass die Kräfte, die die Erde auf den Mond ausübte, zu weitreichenden Umwälzungen und starker Erhitzung geführt hätten. Dieses Umschmelzen könnte erklären, warum es weniger Mondbecken von frühen Einschlägen gibt, als man erwarten würde – diese Einschlagbecken wären ausgelöscht worden.
Eine Illustration eines Mondes in einer engen Umlaufbahn um einen hypothetischen Planeten etwas . Der Mond wird ständig durch die starken Gezeitenkräfte des nahen Planeten gebeugt. Dadurch wird das Innere des Satelliten ständig aufgeheizt, und diese Wärme wird über die Oberfläche durch ununterbrochene vulkanische Aktivität freigesetzt. (Bildnachweis: Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images)
„Wir stellen nicht wirklich die konventionelle Weisheit auf den Kopf, sondern versuchen, die beiden Hypothesen miteinander in Einklang zu bringen“, sagte Nimmo. „Die Dynamiker wollen einen ‚alten‘ Mond und die Geochemiker einen ‚jungen‘ Mond. Unser Vorschlag kann beiden gerecht werden.“
Die Forscher stellten fest, dass der Jupitermond Io, der vulkanisch aktivste Körper im Sonnensystem, ähnlichen Gezeitenkräften ausgesetzt ist, wie sie der Mond zu Beginn seiner Geschichte gehabt haben könnte, wodurch seine Oberfläche ständig umgestaltet wird. „Das zeigt, wie vernetzt die Planetenforschung sein kann“, sagte Nimmo.
Alles in allem deuten die Computermodelle des Forschungsteams darauf hin, dass sich der Mond „etwa 80 Millionen Jahre nach dem Beginn des Sonnensystems gebildet hat“, so Nimmo.
Die neue Studie macht Vorhersagen, die zukünftige Forschungen mit Mondgestein testen könnten, das von Chinas bevorstehender Chang’e 6-Mission auf die andere Seite des Mondes gebracht wird. „Eine weitere Rückführung von Mondproben wäre sehr hilfreich“, sagte Nimmo.
Die Wissenschaftler planen nun komplexere und realistischere Simulationen, um die Auswirkungen der Gezeitenerwärmung auf die Geologie des Mondes genau zu bestimmen. Sie haben ihre Ergebnisse am 18. Dezember in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
